EP1410897A1 - Anlage zur Herstellung von Block- und Plattenelementen mit einer hexagonalen Wabenstruktur aus thermoplastischem Kunststoffmaterial - Google Patents

Anlage zur Herstellung von Block- und Plattenelementen mit einer hexagonalen Wabenstruktur aus thermoplastischem Kunststoffmaterial Download PDF

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EP1410897A1
EP1410897A1 EP03022718A EP03022718A EP1410897A1 EP 1410897 A1 EP1410897 A1 EP 1410897A1 EP 03022718 A EP03022718 A EP 03022718A EP 03022718 A EP03022718 A EP 03022718A EP 1410897 A1 EP1410897 A1 EP 1410897A1
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EP
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strip
welding
band
strand
sections
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WT Wickeltechnik GmbH
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    • B29L2031/60—Multitubular or multicompartmented articles, e.g. honeycomb
    • B29L2031/608—Honeycomb structures

Definitions

  • Honeycomb materials made of plastic with a hexagonal Cell structure are increasingly due to their low weight, high strength and rigidity as well as an inexpensive manufacturing technology different areas of technology for example in Mechanical engineering, as insulation material in cooling technology, in Rail and road traffic, for example in the case of superstructures from Trucks, in scaffolding, in the air and Space industry, for high-performance sports equipment and in construction used by racing vehicles and ocean-going racing yachts.
  • Honeycomb materials offer the necessary high-tech machines Safety and functionality, save weight Aircraft fuselages and space shuttles, give wings and Rotor blades have the right elasticity Ocean yachts have the required rigidity and due to of low weight racing cars faster.
  • Honeycomb materials made of plastic have a much greater elasticity in the Pressure behavior as aluminum honeycomb materials. This justifies their increasing use as flooring material for aircraft.
  • the invention relates to a plant for the production of Block and plate elements with a hexagonal honeycomb structure made of thermoplastic material, with a Welding machine for intermittent welding of strip material an expandable hob strand, a heater for Heating the hoist strand to the deformation temperature, one Device for stretching the hob strand and one Cutting device for separating blocks or one above the other lying plates from the hob strand, the welding machine with a holding device for each other welding tape sections and a heater is equipped, arranged in a row next to each other and heating elements which can be moved back and forth together for strip-shaped heating of the supplied strip sections has the welding temperature of the strip material, whereby after a welding stroke by an opposite shift of the Heater in each band section that is in a magazine is encouraged to sweat strips with a certain offset creates the sweat strip of the previous band section be, and the welding machine also a pressure device for welding the belt sections to a hoist strand having.
  • DE 198 30 380 A1 describes a system of Generic type for the production of honeycomb materials, the from a section magazine for the to a hobstrang too processing belt sections, a rotor with several Processing stations, a manufacturing table with one Continuous magazine for the hob strand, infrared heaters for Heating the hoist strand, a pair of expansion rollers for stretching of the hob strand and a cutting device for cutting the Hobestrangs consists of individual blocks.
  • the clockwise driven rotor carries evenly distributed on its circumference six stations, each through a band section transported, provided with sweat strips and in front of the Continuous magazine is pressed onto the hob strand.
  • each Processing station of the rotor includes a radial displaceable, beam-shaped carrier for a band section, a slidable in front of the section carrier Strip heater and a roller type Pressing device.
  • the strip heaters are one Processing station to the next axially back and forth offset, so that the successive in the Hobestrang Belt sections with appropriately offset welding strips be provided.
  • the section carrier in one of the strip heater retracted position.
  • the section carrier with the welded band section and the back and forth movable Production table moved so far towards each other that they from the comb-shaped strip heater can be contacted.
  • the strip heater is then between the Band section on the section carrier and the hob strand withdrawn, the contact strips on the sweat strips the opposite surfaces of the band section and of the hobstrang are generated.
  • the Band section carrier with the band section to be welded and the continuous magazine with the hob strand further towards each other moved until the sweat strips meet. Subsequently the section carrier and the continuous magazine move again apart, and the rotor is rotated in cycles.
  • roller of the pressure device moves from the Processing magazine removing processing station via the welded band section, whereby a renewed pressure of the Band section against the hob strand and a feed of the block around the thickness of the band section.
  • This Operations are repeated as soon as the next one Machining station of the rotor is in front of the hob strand.
  • the welding machine of this known manufacturing plant of honeycomb materials has the following disadvantages:
  • the invention has for its object the construction the welding machine for systems of the generic type Manufacture of honeycomb materials with a view to a technical Simplification, higher operational safety and one improved quality of the manufactured honeycomb materials further.
  • the welding machines according to the invention enable that Production of honeycomb materials with an excellent Quality and have high operational reliability.
  • the plant shown in Figure 1 for the production of Block and plate elements with a hexagonal honeycomb structure made of thermoplastic plastic comprises a welding machine 1 for welding plastic tape sections into one expandable hob strand 2, a heater 3 for Heating the lifting strands 2 to the deformation temperature, one Device 4 for stretching the hob strand 2 and a Cutting device 56 for separating blocks 5 or Plates 5a, 5b, 5c lying one above the other from the hob strand 2.
  • the one working on the principle of external welding Welding machine 1 according to Figures 2 to 5 is with two two end faces 6a, 6b of a magazine 6 for receiving Belt sections 7 arranged belt feeders 8, 9 fitted.
  • the tape feeders 8, 9 each include an unwinding roll 10 for a wound up into a bundle 12 Carrier belt 11, a deflecting roller 13 for deflecting the in one Vertical plane from the unwinding reel 10 carrier tape 11 by 90 ° in a horizontal plane, a driven Transport roller 14 with pressure roller 15 for the carrier belt 11, a carrier tape store 16 and a further deflection roller 17 with pressure roller 18 or instead of the deflection roller 17 Longitudinal cutting device 19 for the carrier tape 11.
  • Longitudinal cutting device 19 for cutting the carrier tape 11 in for example three individual bands 11a, 11b lying one above the other, 11c consists of a receiving shaft 20 for two slot knives 21 and a receiving shaft 22 for two with the slot knives 21 interacting upper cutter discs 23.
  • the use of the Longitudinal cutting device 19 enables the production of an in superimposed layers of divided hobstrands that too a plate-shaped building material with a honeycomb structure be stretched.
  • a conveyor element 24 designed as gripping tongs 25 Welding machine 1 is for alternately pulling in Band sections 7 via one attached to a cross member 26 Belt holder 27 transversely to the conveying direction a one on one Support table 28 of the magazine 6 continuously manufactured Hobstrands 2 or Hobeblockstrangs parallel to the band holder 27th movable between the two tape feeders 8, 9.
  • the strap holder 27 attached to the cross member 26 is as Longitudinal beam 31 formed with a vacuum chamber 32, the Longitudinal bars 31 holding webs 33 to the vacuum chamber 32 connected suction holes 34 for the band sections 7 having.
  • heating beams each consisting of a Heating element receptacle 35, including the cooling chamber, and from one Heating element 37 exist for a cyclical Welding in the welding machine 1 alternately from the two tape feeders 8, 9 retracted tape sections 7 provided with the last band section 7 of the hobstring 2.
  • the welding machine 1 is also equipped with actuators equipped to move the traverse 26 with the strap holder 27 after the heating elements 37 and the heating element receptacles 35 every welding cycle from a front operating position across Retraction plane 41-41 of the band sections 7 in the direction of arrow b in a backward waiting position for pulling in a new one Band section 7 and for subsequent lateral displacement the traverse 26 with band holder 27, heating elements 37 and Heating element receptacles 35 with changing with each welding cycle Direction d, e parallel to a certain distance 42 Retraction plane 41-41 of the strip 7 and then pushing the traverse 26 with the band holder 27, Heating elements 37 and heating element receptacles 35 in the direction of the arrow c in the operating position against the band section to be welded on 7 and the last band section 7 of the hobstring 2 for strip-shaped heating of the band sections 7 Welding temperature, the belt sections 7 by means of Heating element receptacles 35 via the heating elements 37 generated welding strips 36 are welded together.
  • the welding machine 1 is also perpendicular to two Level 43-43 of the support table 28 of the magazine 6 for the Tape strips 7 can be raised and lowered and parallel to the Table level 43-43 in and against the conveying direction a des Hobestrangs 2 movable, comb-like components 44, 45 with Engagement prongs 46 with a support function for each other welding band sections 7 in the area of the welding strips 36 and a separation function for the band sections 7 between the Welding strips 36 equipped, after each welding cycle Support function and separation function of the two comb-like components 44, 45 change.
  • Figures 4a and 4b show the changing Operating positions of the traverse 26 with the band holder 27, the Heating elements 37 and the heating element receptacles 35 and the comb-like components 44, 45 in two successive Welding bars.
  • the comb-like components 44, 45 with the engagement prongs 46 such adjusted that, for example, in the case of FIG Welding stroke illustrated component 44 supporting function and the component 45 the separation function for the two together to be welded band sections 7 and in the subsequent welding cycle according to FIG. 4b, component 44 Separating function and component 45 takes over the supporting function.
  • FIGS. 5a to 5b a Welding cycle in the rear waiting position 26a according to Figure 5a standing traverse 26 with the heating elements 37 and in this integrated heating element receptacles 35 first laterally and then in the direction of arrow c forward to the operating position 26b postponed.
  • the feeder is drawn into the welding machine 1 Band section 7 from the band holder 27 via its suction holes 34 sucked in and against the last band section 7 of the Raised string 2 pushed (Fig. 5b).
  • the welding machine 1 can manufacture Honeycomb materials converted with the desired cell width become.
  • the welding machines described above are because of the occurring high temperatures caused by the application pulse welding processes that occur are conditioned with a Water cooling equipped for the heating elements.
  • the one working on the principle of internal welding Welding machine 50 according to FIGS. 8 to 11 differs from the external welding machine described above through the constructive design of the heater for strip-shaped Heating the tape sections that are welded into a hob strand be, as well as the pressure bars for welding the Band sections.
  • the band holder 27 On the traverse 26 of the internal welding machine 50 are except the band holder 27 a comb-like heating device 51 with in Row arranged prong-like heating elements 52 for one intermittent welding of the machine 50 alternately from the two tape feeders 8, 9 retracted band sections 7 with the last band section 7 the hobstrang 2 and an actuator for inserting the Heating elements 52 during a welding cycle from below in the direction of the arrow f between the hob strand 2 and the one on each to be welded tape strips 7 and for pulling out the Heating elements 52 in the direction of arrow g from the gap 53 between the Hobestrang 2 and the strip-like on welding temperature heated, pressed tape strip 7 attached.
  • a Welding cycle after pulling in a band section 7 from a of the two tape feeders 8, 9 by means of the gripping tongs 25 in the welding machine 50 in a lower waiting position 51a standing heater 51 in the direction of arrow f in an upper Intermediate position 51b raised so that heating elements 52 between the hob strand 2 and the band section to be welded on 7 push ( Figures 11a and 11b).
  • the in the rear waiting position 26a standing according to Figures 11a, 11b Traverse with the heating device 51 and the pressure bars 54 first to the side and then in the direction of arrow c to the front Operating position 26b, 51c shifted.
  • Both types of welding machine offer the possibility expandable composite materials with a double-sided Coating from a thermoplastic to process.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Anlage zur Herstellung von Block- und Plattenelementen mit einer hexagonalen Wabenstruktur aus thermoplastischem Kunststoff umfaßt eine Schweißmaschine (1), die nach dem Prinzip der Außenschweißung oder Innenschweißung arbeitet, zum Verschweißen von Kunststoffbandabschnitten zu einem expandierfähigen Hobestrang (2), eine Heizvorrichtung (3) zum Erhitzen des Hobestrangs (2) auf die Verformungstemperatur, eine Vorrichtung (4) zum Recken des Hobestrangs (2) sowie eine Schneidvorrichtung (56) zum Abtrennen von Blöcken (5) oder übereinander liegenden Platten (5a, 5b, 5c) von dem Hobestrang (2). <IMAGE>

Description

Wabenwerkstoffe aus Kunststoff mit einer hexagonalen Zellenstruktur werden in steigendem Maße aufgrund ihres niedrigen Eigengewichts, der hohen Festigkeit und Steifigkeit sowie einer preiswerten Fertigungstechnologie auf unterschiedlichen Gebieten der Technik zum Beispiel im Maschinenbau, als Isoliermaterial in der Kühltechnik, im Schienen- und Straßenverkehr zum Beispiel bei Aufbauten von Lastkraftwagen, im Gerüstbau, in der Luft- und Raumfahrtindustrie, für Hochleistungssportgeräte sowie beim Bau von Rennfahrzeugen und Hochsee-Rennjachten eingesetzt. Wabenwerkstoffe bieten hochtechnologischen Maschinen die nötige Sicherheit und Funktionalität, sparen Gewicht bei Flugzeugrümpfen und Raumfähren, geben Tragflächen und Rotorblättern die richtige Elastizität, ermöglichen Hochseejachten die erforderliche Steifigkeit und machen aufgrund des niedrigen Gewichts Rennfahrzeuge schneller. Wabenwerkstoffe aus Kunststoff besitzen eine weitaus größere Elastizität im Druckverhalten als Aluminium-Wabenwerkstoffe. Dies begründet ihren steigenden Einsatz als Fußbodenmaterial für Flugzeuge.
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung von Block- und Plattenelementen mit einer hexagonalen Wabenstruktur aus thermoplastischem Kunststoffmaterial, mit einer Schweißmaschine zum taktweisen Verschweißen von Bandmaterial zu einem expandierfähigen Hobestrang, einer Heizvorrichtung zum Erhitzen des Hobestrangs auf die Verformungstemperatur, einer Vorrichtung zum Recken des Hobestrangs sowie einer Schneidvorrichtung zum Abtrennen von Blöcken oder übereinander liegenden Platten von dem Hobestrang, wobei die Schweißmaschine mit einer Haltevorrichtung für die miteinander zu verschweißenden Bandabschnitte und einer Heizvorrichtung ausgestattet ist, die in Reihe nebeneinander angeordnete und zusammen hin und her verschiebbare Heizelemente zum streifenförmigen Erhitzen der zugeförderten Bandabschnitte auf die Schweißtemperatur des Bandmaterials aufweist, wobei nach einem Schweißtakt durch eine entgegengesetzte Verschiebung der Heizvorrichtung in jedem Bandabschnitt, der in ein Magazin gefördert wird, Schweißstreifen mit einem bestimmten Versatz zu den Schweißstreifen des vorherigen Bandabschnitts erzeugt werden, und die Schweißmaschine ferner eine Andruckeinrichtung zum Verschweißen der Bandabschnitte zu einem Hobestrang aufweist.
Die DE 198 30 380 A1 beschreibt eine Anlage der gattungsgemäßen Art zur Herstellung von Wabenwerkstoffen, die aus einem Abschnittmagazin für die zu einem Hobestrang zu verarbeitenden Bandabschnitte, einem Rotor mit mehreren Bearbeitungsstationen, einem Fertigungstisch mit einem Durchlaufmagazin für den Hobestrang, Infrarotstrahlern zum Erhitzen des Hobestrangs, einem Expansionswalzenpaar zum Recken des Hobestrangs sowie einer Schneidvorrichtung zum Schneiden des Hobestrangs in einzelne Blöcke besteht. Der taktweise angetriebene Rotor trägt auf seinem Umfang gleichmäßig verteilt sechs Stationen, durch die jeweils ein Bandabschnitt transportiert, mit Schweißstreifen versehen und vor dem Durchlaufmagazin an den Hobestrang angedrückt wird. Jede Bearbeitungsstation des Rotors umfaßt einen radial verschiebbaren, balkenförmigen Träger für einen Bandabschnitt, eine vor dem Abschnittsträger verschiebbare Streifenheizeinrichtung und eine walzenartige Andruckeinrichtung. Die Streifenheizeinrichtungen sind von einer Bearbeitungsstation zur nächsten axial gegeneinander hin und her versetzt, so daß die im Hobestrang aufeinanderfolgenden Bandabschnitte mit entsprechend versetzten Schweißstreifen versehen werden. Bei der Herstellung eines Hobestrangs wird während der taktweisen Drehung des Rotors die Streifenheizeinrichtung ausgefahren, so daß der aus dem Abschnittmagazin übernommene Bandabschnitt zwischen dem Abschnittsträger und den Heizelementen der kammartigen Heizeinrichtung liegt, wobei der Abschnittsträger in einer von der Streifenheizeinrichtung zurückgefahrenen Position steht. Sobald die Bearbeitungsstation nach drei Takten vor dem Durchlaufmagazin steht, werden der Abschnittsträger mit dem anzuschweißenden Bandabschnitt und der hin und her verschiebbare Fertigungstisch so weit aufeinander zu bewegt, daß sie von der kammförmigen Streifenheizeinrichtung kontaktiert werden können. Anschließend wird die Streifenheizeinrichtung zwischen dem Bandabschnitt auf dem Abschnittsträger und dem Hobestrang zurückgezogen, wobei durch Kontaktierung die Schweißstreifen auf den einander gegenüberliegenden Flächen des Bandabschnitts und des Hobestrangs erzeugt werden. Schließlich werden der Bandabschnittsträger mit dem anzuschweißenden Bandabschnitt und das Durchlaufmagazin mit dem Hobestrang weiter aufeinander zu bewegt, bis die Schweißstreifen aufeinandertreffen. Anschließend fahren der Abschnittsträger und das Durchlaufmagazin wieder auseinander, und der Rotor wird taktweise weitergedreht. Dabei fährt die Walze der Andruckeinrichtung der sich von dem Durchlaufmagazin entfernenden Bearbeitungsstation über den verschweißten Bandabschnitt, wodurch ein erneuter Andruck des Bandabschnitts gegen den Hobestrang und ein Vorschub des Blocks um die Dicke des Bandabschnitts bewirkt werden. Diese Betriebsabläufe wiederholen sich, sobald die nächste Bearbeitungsstation des Rotors vor dem Hobestrang steht.
Die Schweißmaschine dieser bekannten Anlage zur Herstellung von Wabenwerkstoffen weist folgende Nachteile auf:
Die Schweißmaschinenkonstruktion mit einem taktweise angetriebenen Rotor, auf dem eine Anzahl von Bearbeitungsstationen für die mit einem Hobestrang zu verschweißenden Bandabschnitte angeordert sind, ist technisch aufwendig. Im Betrieb besteht die Gefahr, daß an den Andruckwalzen der Bearbeitungsstationen des Rotors Materialreste hängen bleiben, so daß der Betrieb der Maschine gestört und diese automatisch abgeschaltet wird. Schließlich unterliegt die Maschine der Tendenz, daß beim Abrollen der Andruckwalze auf dem anzuschweißenden Bandabschnitt dieser auf dem Hobestrang verschoben und dadurch die Qualität des gefertigten Wabenwerkstoffs verschlechtert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Konstruktion der Schweißmaschine für Anlagen der gattungsgemäßen Art zur Herstellung von Wabenwerkstoffen im Hinblick auf eine technische Vereinfachung, eine höhere Betriebssicherheit und eine verbesserte Qualität der gefertigten Wabenwerkstoffe weiterzuentwickeln.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die nach dem Prinzip der Außenschweißung arbeitende Schweißmaschine nach Patentanspruch 1 sowie die auf dem Prinzip der Innenschweißung beruhende Schweißmaschine gemäß Patentanspruch 2. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Die erfindungsgemäßen Schweißmaschinen ermöglichen die Herstellung von Wabenwerkstoffen mit einer ausgezeichneten Qualität und besitzen eine hohe Betriebssicherheit.
Die Erfindung ist nachstehend anhand schematischer Zeichnungsfiguren erläutert, die folgendes darstellen:
Fig. 1
das Schema einer Anlage zur Herstellung von Block- und Plattenelementen mit einer hexagonalen Wabenstruktur,
Fig. 2
eine Draufsicht einer nach dem Prinzip der Außenschweißung arbeitenden Schweißmaschine,
Fig. 3
den Ausschnitt III der Figur 2 in vergrößerter Darstellung, die
Fign. 4a und 4b
Draufsichten der Schweißmaschine mit den wechselnden Betriebsstellungen der Bauelemente bei zwei aufeinanderfolgenden Schweißtakten, die
Fign. 5a bis 5d
den Bewegungsablauf der Bauelemente der Schweißmaschine bei einem Schweißtakt,
Fig. 6
eine Draufsicht einer Längsschneidvorrichtung zum Schneiden des zu verarbeitenden Trägerbandes in Einzelbänder,
Fig. 7
eine Seitenansicht der Längsschneidvorrichtung in vergrößerter Darstellung,
Fig. 8
eine Draufsicht einer nach dem Prinzip der Innenschweißung arbeitenden Schweißmaschine,
Fig. 9
den Ausschnitt IX der Figur 8 in vergrößerter Darstellung, die
Fign. 10a und 10b
Draufsichten der Schweißmaschine mit den wechselnden Betriebsstellungen der Bauelemente bei zwei aufeinanderfolgenden Schweißtakten und die
Fign. 11a bis 11d
den Bewegungsablauf der Bauelemente der Schweißmaschine bei einem Schweißtakt.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der beiden Ausführungsformen der Schweißmaschine einer Anlage zur Herstellung von Wabenwerkstoffen sind gleiche oder ähnliche Bauteile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die in Figur 1 dargestellte Anlage zur Herstellung von Block- und Plattenelementen mit einer hexagonalen Wabenstruktur aus thermoplastischem Kunststoff umfaßt eine Schweißmaschine 1 zum Verschweißen von Kunststoffbandabschnitten zu einem expandierfähigen Hobestrang 2, eine Heizvorrichtung 3 zum Erhitzen der Hobestränge 2 auf die Verformungstemperatur, eine Vorrichtung 4 zum Recken des Hobestrangs 2 sowie eine Schneidvorrichtung 56 zum Abtrennen von Blöcken 5 oder übereinander liegenden Platten 5a, 5b, 5c von dem Hobestrang 2.
Die nach dem Prinzip der Außenschweißung arbeitende Schweißmaschine 1 nach den Figuren 2 bis 5 ist mit zwei an beiden Stirnseiten 6a, 6b eines Magazins 6 zur Aufnahme von Bandabschnitten 7 angeordneten Bandzuführeinrichtungen 8, 9 ausgestattet. Die Bandzuführeinrichtungen 8, 9 umfassen jeweils eine Abwickelrolle 10 für ein zu einem Bund 12 aufgewickeltes Trägerband 11, eine Umlenkrolle 13 zur Umlenkung des in einer Vertikalebene von der Abwickelrolle 10 ablaufenden Trägerbandes 11 um 90° in eine Horizontalebene, eine angetriebene Transportrolle 14 mit Andruckrolle 15 für das Trägerband 11, einen Trägerbandspeicher 16 sowie eine weitere Umlenkrolle 17 mit Andruckrolle 18 oder statt der Umlenkrolle 17 eine Längsschneidvorrichtung 19 für das Trägerband 11.
Die in den Figuren 6 und 7 dargestellte Längsschneidvorrichtung 19 zum Schneiden des Trägerbandes 11 in beispielsweise drei übereinanderliegende Einzelbänder 11a, 11b, 11c besteht aus einer Aufnahmewelle 20 für zwei Nutmesser 21 und einer Aufnahmewelle 22 für zwei mit den Nutmessern 21 zusammenwirkende Obermesserscheiben 23. Der Einsatz der Längsschneidvorrichtung 19 ermöglicht die Herstellung eines in übereinander liegende Lagen aufgeteilten Hobestrangs, die zu einem plattenförmigen Baumaterial mit einer Wabenstruktur gereckt werden.
Ein als Greifzange 25 ausgebildetes Förderelement 24 der Schweißmaschine 1 ist zum wechselweisen Einziehen von Bandabschnitten 7 über einen an einer Traverse 26 angebrachten Bandhalter 27 quer zur Förderrichtung a eines auf einem Auflagetisch 28 des Aufnahmemagazins 6 fortlaufend gefertigten Hobestrangs 2 bzw. Hobeblockstrangs parallel zum Bandhalter 27 zwischen den beiden Bandzuführeinrichtung 8, 9 verfahrbar.
An den beiden Stirnseiten 6a, 6b des Aufnahmemagazins 6 für die Bandabschnitte 7 sind ein- und ausschwenkbare Schneidvorrichtungen 29, 30 zum Abtrennen eines in die Schweißmaschine 1 eingezogenen Bandabschnitts 7 von dem Trägerband 11 angeordnet.
Der an der Traverse 26 befestigte Bandhalter 27 ist als Längsbalken 31 mit einer Vakuumkammer 32 ausgebildet, wobei der Längsbalken 31 Haltestege 33 mit an die Vakuumkammer 32 angeschlossenen Ansaugbohrungen 34 für die Bandabschnitte 7 aufweist.
An der Traverse 26 sind außer dem Bandhalter 27 in Reihe angeordnete Heizbalken, die jeweils aus einer Heizelementaufnahme 35, einschl. Kühlkammer, und aus einem Heizelement 37 bestehen, für eine taktweise erfolgende Verschweißung der in die Schweißmaschine 1 abwechselnd aus den beiden Bandzuführeinrichtungen 8, 9 eingezogenen Bandabschnitte 7 mit dem letzten Bandabschnitt 7 des Hobestrangs 2 vorgesehen.
Zum Andrücken eines an den Hobestrang 2 anzuschweißenden Bandabschnitts 7 sind zwischen den Haltestegen 33 an dem Längsbalken 31 des Bandhalters 27 pneumatische Druckzylinder 38 mit Stellkolben 39 für ein zwischen jeweils zwei Haltestegen 33 geführtes Querhaupt 40 angeordnet, an dem die Heizbalken gelenkig befestigt sind.
Die Schweißmaschine 1 ist ferner mit Stellantrieben ausgerüstet zum Verschieben der Traverse 26 mit dem Bandhalter 27 den Heizelementen 37 und den Heizelementaufnahmen 35 nach jedem Schweißtakt aus einer vorderen Betriebsposition quer zur Einziehebene 41-41 der Bandabschnitte 7 in Pfeilrichtung b in eine rückwärtige Warteposition zum Einziehen eines neuen Bandabschnitts 7 und zum anschließenden seitlichen Verschieben der Traverse 26 mit Bandhalter 27, Heizelementen 37 und Heizelementaufnahmen 35 mit bei jedem Schweißtakt wechselnder Richtung d, e um eine bestimmte Strecke 42 parallel zur Einziehebene 41-41 des anzuschweißenden Bandstreifens 7 und anschließenden Vorschieben der Traverse 26 mit Bandhalter 27, Heizelementen 37 und Heizelementaufnahmen 35 in Pfeilrichtung c in die Betriebsposition gegen den anzuschweißenden Bandabschnitt 7 und den letzten Bandabschnitt 7 des Hobestrangs 2 zum streifenförmigen Erhitzen der Bandabschnitte 7 auf Schweißtemperatur, wobei die Bandabschnitte 7 mittels der Heizelementaufnahmen 35 über die durch die Heizelemente 37 erzeugten Schweißstreifen 36 miteinander verschweißt werden.
Die Schweißmaschine 1 ist ferner mit zwei senkrecht zur Ebene 43-43 des Auflagetischs 28 des Aufnahmemagazins 6 für die Bandstreifen 7 anhebbaren und absenkbaren und parallel zu der Tischebene 43-43 in und entgegen der Förderrichtung a des Hobestrangs 2 verschiebbaren, kammartigen Bauteilen 44, 45 mit Eingreifzinken 46 mit einer Stützfunktion für die miteinander zu verschweißenden Bandabschnitte 7 im Bereich der Schweißstreifen 36 und einer Trennfunktion für die Bandabschnitte 7 zwischen den Schweißstreifen 36 ausgerüstet, wobei nach jedem Schweißtakt Stützfunktion und Trennfunktion der beiden kammartigen Bauteile 44, 45 wechseln.
Die Figuren 4a und 4b zeigen die wechselnden Betriebsstellungen der Traverse 26 mit dem Bandhalter 27, den Heizelementen 37 und den Heizelementaufnahmen 35 sowie der kammartigen Bauteile 44, 45 bei zwei aufeinander folgenden Schweißtakten.
Zur Erzeugung der hexagonalen Wabenstruktur wird die Traverse 26 mit den Heizbalken von Schweißtakt zu Schweißtakt seitlich in entgegensetzter Richtung d, e um eine bestimmte Strecke 42 hin und her verschoben, so daß die Schweißstreifen 36 bzw. Schweißnähte von zwei aufeinander folgenden Bandabschnitten des fortlaufend gefertigten Strangs 2 entsprechend der seitlichen Verschiebung 42 der Heizbalken gegeneinander versetzt sind und sich durch den Versatz der Schweißstreifen 36 beim Recken des Hobestrangs 2 automatisch die hexagonale Wabenstruktur ergibt.
Bei den aufeinander folgenden Schweißtakten werden die kammartigen Bauteile 44, 45 mit den Eingreifzinken 46 derart verstellt, daß zum Beispiel bei dem in Figur 4a veranschaulichten Schweißtakt das Bauteil 44 die Stützfunktion und das Bauteil 45 die Trennfunktion für die beiden miteinander zu verschweißenden Bandabschnitte 7 ausübt und bei dem darauffolgenden Schweißtakt gemäß Figur 4b das Bauteil 44 die Trennfunktion und das Bauteil 45 die Stützfunktion übernimmt.
Entsprechend den Figuren 5a bis 5b wird bei einem Schweißtakt die in der hinteren Warteposition 26a gemäß Figur 5a stehende Traverse 26 mit den Heizelementen 37 und den in diese integrierten Heizelementaufnahmen 35 zunächst seitlich und dann in Pfeilrichtung c nach vorne in die Betriebsposition 26b verschoben. Dabei wird der in die Schweißmaschine 1 eingezogene Bandabschnitt 7 von dem Bandhalter 27 über dessen Saugbohrungen 34 angesaugt und gegen den letzten Bandabschnitt 7 des Hobestrangs 2 geschoben (Fig. 5b). Danach werden der letzte Bandabschnitt 7 des Hobestrangs 2 und der an diesem anzuschweißende Bandabschnitt 7 durch die in der Heizposition 37a befindlichen Heizelemente 37 mittels eines durch diese impulsartig strömenden Heizstroms streifenförmig auf die Schweißtemperatur erhitzt und die beiden Bandabschnitte 7 werden über die in diesen erzeugten Schweißstreifen 36 unter einem von den pneumatischen Druckzylindern 38 über die Heizelementaufnahmen 35 übertragenen, konstanten Anpreßdruck miteinander verschweißt (Fig. 5c). Danach wird die Traverse 26 mit dem Bandhalter 27 und den Heizelementen 37 mit den Heizelementaufnahmen 35 in die Warteposition 26a zurückbewegt (Fig. 5d).
Die Zellenbreite 47 der hexagonalen Wabenstruktur des gefertigten Block- bzw. Plattenmaterials 5; 5a, 5b, 5c wird bestimmt durch den Abstand 48 der Schweißstreifen 46 des aus den einzelnen Bandabschnitten 27 zusammengeschweißten Hobestrangs 2, der zu dem Block- bzw. Plattenmaterial gereckt wird.
Durch den Einbau eines Bandhalters 27 mit dem für eine bestimmte Zellen- bzw. Wabenbreite erforderlichen Abstand der Heizelemente 37 sowie kammartiger, wechselweise als Stütz- oder Trennelemente wirkender Bauteile 44, 45 mit einem dem Abstand 48 der Heizelemente 37 entsprechenden Abstand 49 der Eingreifzinken 46 kann die Schweißmaschine 1 auf die Fertigung von Wabenwerkstoffen mit der gewünschten Zellenbreite umgerüstet werden.
Die vorbeschriebenen Schweißmaschinen sind wegen der auftretenden hohen Temperaturen, die durch das zur Anwendung gelangende Impulsschweißverfahren bedingt sind, mit einer Wasserkühlung für die Heizelemente ausgerüstet.
Die nach dem Prinzip der Innenschweißung arbeitende Schweißmaschine 50 gemäß den Figuren 8 bis 11 unterscheidet sich von der vorbeschriebenen Außenschweißmaschine durch die konstruktive Ausbildung der Heizvorrichtung zum streifenförmigen Erhitzen der Bandabschnitte, die zu einem Hobestrang verschweißt werden, sowie der Andruckleisten zum Verschweißen der Bandabschnitte.
An der Traverse 26 der Innenschweißmaschine 50 sind außer dem Bandhalter 27 eine kammartige Heizvorrichtung 51 mit in Reihe angeordneten, zinkenartigen Heizelementen 52 für eine taktweise erfolgende Verschweißung der in die Maschine 50 abwechselnd aus den beiden Bandzuführeinrichtungen 8, 9 eingezogenen Bandabschnitte 7 mit dem letzten Bandabschnitt 7 des Hobestrangs 2 und einem Stellantrieb zum Einschieben der Heizelemente 52 bei einem Schweißtakt von unten in Pfeilrichtung f zwischen den Hobestrang 2 und den jeweils an diesen anzuschweißenden Bandstreifen 7 und zum Herausziehen der Heizelemente 52 in Pfeilrichtung g aus dem Spalt 53 zwischen dem Hobestrang 2 und dem streifenförmig auf Schweißtemperatur erhitzten, angedrückten Bandstreifen 7 angebracht.
Zum Andrücken eines an den Hobestrang 2 anzuschweißenden Bandabschnitts 7 sind zwischen den Haltestegen 33 an dem Längsbalken 31 des Bandhalters 27 pneumatische Druckzylinder 38 mit Stellkolben 39 für ein jeweils zwischen zwei Haltestegen geführtes Querhaupt 40 angeordnet, an dem zwei Andruckleisten 54 mit Einsatzleisten 55 aus einem Spezialgummi angelenkt sind.
Entsprechend den Figuren 11a bis 11d wird bei einem Schweißtakt nach dem Einziehen eines Bandabschnitts 7 aus einer der beiden Bandzuführeinrichtungen 8, 9 mittels der Greifzange 25 in die Schweißmaschine 50 die in einer unteren Warteposition 51a stehende Heizvorrichtung 51 in Pfeilrichtung f in eine obere Zwischenposition 51b angehoben, so daß sich die Heizelemente 52 zwischen den Hobestrang 2 und den anzuschweißenden Bandabschnitt 7 schieben (Figuren 11a und 11b). Anschließend wird die in der hinteren Warteposition 26a gemäß den Figuren 11a, 11b stehende Traverse mit der Heizvorrichtung 51 und den Andruckleisten 54 zunächst seitlich und dann in Pfeilrichtung c nach vorne in die Betriebsposition 26b, 51c verschoben. Dabei wird der in die Schweißmaschine 50 eingezogene Bandabschnitt 7 von dem Bandhalter 27 über dessen Saugbohrungen 34 angesaugt und gegen den letzten Bandabschnitt 7 des Hobestrangs 2 geschoben (Fig. 11c). Danach werden der letzte Bandabschnitt 7 des Hobestrangs 2 und der an diesem anzuschweißende Bandabschnitt 7 durch die in der Heizposition 52a befindlichen Heizelemente 52 mittels eines Heizstroms streifenförmig auf die Schweißtemperatur erhitzt und anschließend werden die Heizelemente 52 durch eine Verschiebung der Heizvorrichtung 51 nach unten in Pfeilrichtung g in die Warteposition 52b aus dem Spalt 53 zwischen dem Hobestrang 2 und dem Bandabschnitt 7 herausgezogenen und die beiden Bandabschnitte 7 werden über die in diesen erzeugten Schweißstreifen 36 unter einem von den pneumatischen Druckzylindern 38 über die Andruckleisten 54 übertragenen, konstanten Anpreßdruck miteinander verschweißt (Fig. 11d). Schließlich wird die Traverse 26 mit dem Bandhalter 27, den Heizelementen 52 und den Andruckleisten 54 in die Warteposition 26a zurückbewegt (Fig. 11a).
Der Einsatz der nach dem Prinzip der Außenschweißung und der Innenschweißung arbeitenden Schweißmaschinen ist werkstoffabhängig. So können beispielsweise Vliesstoffe nur mit der Innenschweißmaschine verarbeitet werden.
Beide Schweißmaschinentypen bieten die Möglichkeit, expandierfähige Verbundwerkstoffe mit einer beidseitigen Beschichtung aus einem thermoplastischen Kunststoff zu verarbeiten.

Claims (7)

  1. Anlage zur Herstellung von Block- und Plattenelementen mit einer hexagonalen Wabenstruktur aus thermoplastischem Kunststoffmaterial, mit einer Schweißmaschine zum taktweisen Verschweißen von Bandmaterial zu einem expandierfähigen Hobe-Materialstrang, einer Heizvorrichtung zum Erhitzen des Hobestrangs auf die Verformungstemperatur, einer Vorrichtung zum Recken des Hobestrangs und einer Schneidvorrichtung zum Abschneiden von block- oder plattenförmigem Baumaterial von dem Hobestrang, wobei die Schweißmaschine mit einer Haltevorrichtung für die miteinander zu verschweißenden Bandabschnitte und einer Heizvorrichtung ausgestattet ist, die in Reihe nebeneinander angeordnete und zusammen hin und her verschiebbare Heizelemente zum streifenförmigen Erhitzen der zugeförderten Bandabschnitte auf die Schweißtemperatur des Bandmaterials aufweist, wobei nach einem Schweißtakt durch eine entgegengesetzte Verschiebung der Heizvorrichtung in jedem Bandabschnitt, der in ein Magazin gefördert wird, Schweißstreifen mit einem bestimmten Versatz zu den Schweißstreifen des vorherigen Bandabschnitts erzeugt werden, und die Schweißmaschine ferner eine Andruckeinrichtung zum Verschweißen der Bandabschnitte zu einem Hobestrang aufweist, gekennzeichnet durch eine nach dem Prinzip der Außenschweißung arbeitende Schweißmaschine (1) mit zwei an beiden Stirnseiten (6a, 6b) des Magazins (6) zur Aufnahme der Bandabschnitte (7) angeordneten Bandzuführeinrichtungen (8, 9) und einem Förderelement (24), das zum wechselweisen Einziehen von Bandabschnitten (7) über einen Bandhalter (27) quer zur Förderrichtung (a) eines auf einem Auflagetisch (28) des Aufnahmemagazins (6) fortlaufend gefertigten Hobestrangs (2) parallel zum Bandhalter (27) zwischen den Bandzuführvorrichtungen (8, 9) verfahrbar ist, an den beiden Stirnseiten (6a, 6b) des Magazins (6) zur Aufnahme der Bandabschnitte (7) angeordnete Schneidvorrichtungen (29, 30) zum Abtrennen eines in die Maschine (1) eingezogenen Bandabschnitts (7) von dem Trägerband (11), ferner mit zwei senkrecht zur Ebene (43-43) des Auflagetisches (28) anhebbaren und absenkbaren und parallel zu der Tischebene (43-43) in und entgegen der Förderrichtung (a) des Hobestrangs (2) verschiebbaren, kammartigen Bauteilen (44, 45) mit Eingreifzinken (46) mit einer Stützfunktion für die miteinander zu verschweißenden Bandabschnitte (7) im Bereich der Schweißstreifen (36) und einer Trennfunktion für die Bandabschnitte (7) zwischen den Schweißstreifen (36), wobei nach jedem Schweißtakt Stützfunktion und Trennfunktion der beiden kammartigen Bauteile (45, 46) wechseln, ferner mit einer Traverse (26), an der der Bandhalter (27) für den jeweils an den Hobestrang (2) anzuschweißenden Bandabschnitt (7), in Reihe angeordnete Heizelemente (37) für eine taktweise erfolgende Streifennahtverschweißung der in die Maschine (1) abwechselnd aus den beiden Bandzuführeinrichtungen (8, 9) eingezogenen Bandabschnitts (7) mit dem letzten Bandabschnitt (7) des Hobestrangs (2) und in die Heizelemente (37) integrierte Heizelementaufnahmen (35) für den jeweils anzuschweißenden Bandabschnitt (7) angebracht sind, mit Stellantrieben zum Verschieben der Traverse (26) mit dem Bandhalter (27), den Heizelementen (37) und den Heizelementaufnahmen (35) nach jedem Schweißtakt aus einer vorderen Betriebsposition (26b) quer (Pfeilrichtung b) zur Enziehebene (41-41) der Bandabschnitte (7) in eine rückwärtige Warteposition (26a) zum Einziehen eines neuen Bandabschnittes (7) und zum anschließenden seitlichen Verschieben der Traverse (26) mit Bandhalter (27), Heizelementen (37) und Heizelementaufnahmen (35) mit bei jedem Schweißtakt wechselnder Richtung (d, e) um eine bestimmte Strecke (42) parallel zur Einziehebene (41-41) des anzuschweißenden Bandstreifens (7) und Verschieben (Pfeilrichtung c) der Traverse (26) mit Bandhalter (27), Heizelementen (37) und Heizelementaufnahmen (35) in die Betriebsposition (26b) gegen den anzuschweißenden Bandabschnitt (7) und den letzten Bandabschnitt (7) des Hobestrangs (2) zum streifenförmigen Erhitzen der Bandschnitte (7) auf Schweißtemperatur sowie mit auf der Traverse (26) angeordneten Stellantrieben (38, 39) für die Heizelementaufnahmen (35) zum Andrücken des an dem Hobestrang (2) mittels der erzeugten Schweißstreifen (36) anzuschweißenden Bandabschnitts (7).
  2. Anlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch eine nach dem Prinzip der Innenschweißung arbeitende Schweißmaschine (50) mit zwei an beiden Stirnseiten (6a, 6b) des Magazins (6) zur Aufnahme der Bandabschnitte (7) angeordneten Bandzuführeinrichtungen (8, 9) und einem Förderelement (24), das zum wechselweisen Einziehen von Bandabschnitten (7) über einen Bandhalter (27) quer zur Förderrichtung (a) eines auf einem Auflagetisch (28) des Aufnahmemagazins (6) fortlaufend gefertigten Hebestrangs (2) parallel zum Bandhalter (27) zwischen den Bandeinführvorrichtungen (8, 9) verfahrbar ist, an den beiden Stirnseiten (6a, 6b) des Magazins (6) zur Aufnahme der Bandabschnitte (7) angeordnete Schneidvorrichtungen (29, 30) zum Abtrennen eines in die Maschine (50) eingezogenen Bandschnitts (7) von dem Trägerband (11), ferner mit zwei senkrecht zur Ebene (43-43) des Auflagetisches (28) anhebbaren und absenkbaren und parallel zu der Tischebene (43-43) in und entgegen der Förderrichtung (a) des Hobestrangs (2) verschiebbaren kammartigen Bauteilen (44, 45) mit Eingreifzinken (46) mit einer Stützfunktion für die miteinander zu verschweißenden Bandschnitte (7) im Bereich der Schweißstreifen (36) und einer Trennfunktion für die Bandabschnitte (7) zwischen den Schweißstreifen (36), wobei nach jedem Schweißtakt Stützfunktionen und Trennfunktionen der beiden kammartigen Bauteile (44, 45) wechseln, einer Traverse (26), an der eine kammartige Heizvorrichtung (51) mit in Reihe angeordneten, zinkenartigen Heizelementen (52), einem Stellantrieb zum Einschieben der Heizelemente (52) bei einem Schweißtakt von unten (Pfeilrichtung f) oder oben zwischen den Hobestrang (2) und den jeweils an diesem anzuschweißenden, in die Maschine (50) eingezogenen Bandstreifen (7) und zum Herausziehen (Pfeilrichtung g) der Heizelemente (52) aus dem Spalt (53) zwischen dem Hobestrang (2) und dem streifenförmig auf Schweißtemperatur erhitzten, angedrückten Bandstreifen (7), der Bandhalter (27) sowie Andruckleisten (54) für den jeweils an den Hobestrang (2) mittels einer Streifennahtverschweißung anzuschweißenden Bandabschnitt (7) angebracht sind, ferner mit Stellantrieben zum Verschieben der Traverse (26) mit dem Bandhalter (27), den Heizelementen (52) und den Andruckleisten (54) nach jedem Schweißtakt aus einer vorderen Betriebsposition (26b) quer (Pfeilrichtung b) zur Einziehebene (41-41) der Bandabschnitte (7) in eine rückwärtige Warteposition (26a) zum Einziehen eines neuen Bandabschnitts (7) und zum anschließenden seitlichen Verschieben der Traverse (26) mit Bandhalter (27), Heizelementen (52) und Andruckleisten (54) mit bei jedem Schweißtakt wechselnder Richtung (d, e) um eine bestimmte Strecke (42) parallel zur Einziehebene (41-41) des anzuschweißenden Bandstreifens (7) und Vorschieben (Pfeilrichtung c) der Traverse (26) mit Bandhalter (27), Heizelementen (52) und Andruckleisten (54) in die Betriebsposition (26b) gegen den jeweils letzten Bandabschnitt (7) des Hobestrangs (2) zum streifenförmigen Erhitzen der Bandabschnitte (7) auf Schweißtemperatur sowie mit auf der Traverse (26) angeordneten Stellantrieben (38, 39) für die Druckleisten (54) zum Andrücken des an den Hobestrang (2) mittels der erzeugten Schweißstreifen (36) anzuschweißenden Bandabschnitts (7).
  3. Anlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandzuführeinrichtungen (8, 9) eine Abwickelrolle (10) für ein zu einem Bund (12) aufgewickeltes Trägerband (11), eine Umlenkrolle (13), eine angetriebene Transportrolle (14) mit Andruckrolle (15) für das Trägerband (11), einen Trägerbandspeicher (16) sowie eine weitere Umlenkrolle (17) mit Andruckrolle (18) oder eine Längsschneidvorrichtung (19) für das Trägerband (11)umfassen.
  4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderelement (24) zum Einziehen der Bandabschnitte (7) aus einer Greifzange (25) besteht.
  5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandhalter (27) als Längsbalken (31) mit einer Vakuumkammer (32) ausgebildet ist, der Haltestege (33) mit an die Vakuumkammer (32) angeschlossenen Ansaugbohrungen (34) für die Bandabschnitte (7) aufweist.
  6. Anlage nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch zwischen den Haltestegen (33) an dem Längsbalken (1) des Bandhalters (27) angeordnete Druckzylinder (38) mit Stellkolben (39) für ein zwischen jeweils zwei Haltestegen (33) geführtes Querhaupt (40), an dem bei der Außenschweißmaschine (1) ein oder mehrere Heizelemente (37) mit integrierten Heizelementaufnahmen (35) und bei der Innenschweißmaschine (50) eine oder mehrere Andruckleisten (54) für die zu einem Hobestrang (2) zu verschweißenden Bandabschnitte (7) gelenkig befestigt ist bzw. sind.
  7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschweißmaschine (50) Andruckleisten (54) aus Metall mit Einsatzleisten (55) aus einem Spezialgummi aufweist.
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